DE4207638A1

DE4207638A1 - Heizbare verbundglasscheibe mit in der thermoplastischen zwischenschicht angeordneten widerstandsdraehten

Info

Publication number: DE4207638A1
Application number: DE4207638A
Authority: DE
Inventors: Thomas Eulenberg; Manfred Gillner; Heinz Dr Kunert; Gerd Sauer
Original assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1992-03-11
Filing date: 1992-03-11
Publication date: 1993-09-23
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: EP0560677B1; EP0560677A1; ATE182842T1; DE69325837D1; DE4207638C2; DE69325837T2; ES2137234T3

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare Ver bundglasscheibe mit in der thermoplastischen Zwischen schicht in geringem gegenseitigen Abstand angeordneten dünnen Widerstandsdrähten.

Elektrisch beheizbare Verbundglasscheiben dieser Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt und werden insbe sondere in Kraftfahrzeugen eingesetzt, beispielsweise als heizbare Windschutzscheiben oder als heizbare Heckschei ben. Die in die thermoplastische Zwischenschicht einge legten metallischen Widerstandsdrähte sind in der Regel sehr dünn und haben einen Durchmesser von 0,005 bis 0,1 mm, so daß sie die Durchsicht durch die Glasscheibe nicht stören. Sie sind entweder geradlinig oder in gewellter Form verlegt, und zwar üblicherweise in gegenseitigen Ab ständen von etwa 3 bis 10 mm.

Üblicherweise sind die elektrischen Widerstandsdrähte gleichmäßig auf der gesamten Scheibenfläche oder in einem für die Durchsicht bestimmten Feld der Glasscheibe ange ordnet, so daß sich die entsprechende Fläche der Glas scheibe beim Einschalten des Heizstroms gleichmäßig er wärmt, und dadurch auf der Glasscheibe vorhandener Feuch tigkeitsbelag gleichmäßig entfernt wird.

Es ist jedoch auch bekannt, die elektrischen Widerstands drähte derart gruppenweise in der Verbundglasscheibe an zuordnen, daß jeweils eine Mehrzahl von parallel zueinan der verlaufenden Drähten aufweisende Drahtscharen bzw. Drahtgruppen im Abstand von beispielsweise einigen Zenti metern angeordnet werden. Wenn diese Drahtgruppen in ho rizontaler Richtung angeordnet sind, ergibt sich eine An ordnung der Drähte, wie sie etwa von der Linienanordnung bei Notenblättern bekannt ist. Eine derartige Anordnung der Widerstandsdrähte führt zu dem Effekt, daß die Abtau wirkung bei einem Feuchtigkeitsbelag zu Beginn des Abtau vorgangs streifenweise erfolgt. Im Gegensatz zu einer vollständig gleichmäßig beheizten Glasscheibe wird auf diese Weise deutlich sichtbar, daß es sich um eine elek trisch heizbare Glasscheibe handelt, obwohl die eigentli chen Widerstandsdrähte als solche nicht oder nur bei Be trachtung aus unmittelbarer Nähe erkennbar sind.

Es hat sich gezeigt, daß bei einer derartigen gruppenwei sen Anordnung der Widerstandsdrähte die optischen Beu gungsbilder, die bei der Durchsicht durch die Heizscheibe auf punktförmige Lichtquellen, insbesondere auf die Scheinwerfer entgegenkommender oder hinterherfahrender Fahrzeuge, durch die Anordnung der Widerstandsdrähte ent stehen, besonders ins Auge fallen. Zwar sind die X-förmi gen Beugungsbilder jeweils um die punktförmigen Licht quellen nicht ausgeprägter als bei den bekannten Heiz scheiben mit gleichmäßiger Verteilung der Widerstands drähte, doch wirken sie auf das menschliche Auge sub jektiv offenbar deswegen störender, weil die Bereiche der Glasscheibe zwischen den Drahtgruppen frei von diesen Beugungserscheinungen sind und durch den wiederholten Wechsel zwischen optisch einwandfreien Bereichen und Beugungserscheinungen hervorrufenden Bereichen das men schliche Auge hierauf besonders aufmerksam wird.

Es ist andererseits bekannt, die genannten Beugungser scheinungen dadurch zu vermeiden, daß die Widerstands drähte in möglichst unregelmäßiger Anordnung in der ther moplastischen Zwischenschicht eingebettet werden (DE-OS 20 13 112). Eine unregelmäßige Anordnung der Widerstands drähte läßt sich z. B. gemäß DE-PS 23 50 427 und DE-PS 23 65 831 dadurch erreichen, daß die Widerstandsdrähte unter mechanischer Spannung bzw. elastischer Verformung auf der thermoplastischen Zwischenschicht fixiert, und die ther moplastische Zwischenschicht anschließend einer Schrumpf behandlung unterworfen wird. In der Praxis sind diese Verfahren jedoch schwierig durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe der eingangs genannten Art mit gruppenartiger Anordnung der Widerstandsdrähte be reitzustellen, bei der die bei punktförmigen Lichtquellen auftretenden Beugungserscheinungen weniger auffallen und keine besonders störende Wirkung auf das menschliche Auge ausüben.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beheizte Fläche der Verbundglasscheibe insgesamt gleichmäßig mit den Widerstandsdrähten belegt ist, daß jeweils mehrere einander benachbarte Widerstandsdrähte zu jeweils einer Drahtgruppe zusammengefaßt und an die Stromzuleitungen angeschlossen sind, und daß zwischen diesen an die Stromzuleitungen angeschlossenen Drahtgrup pen jeweils aus mehreren einander benachbarten Wider standsdrähten bestehende Drahtgruppen wenigstens von ei ner Heizstromzuleitung getrennt sind.

Die Erfindung macht sich einerseits die Erkenntnis zu nutze, daß für das menschliche Auge die abwechselnde Wir kung von Streifen mit Beugungserscheinungen und Streifen ohne Beugungserscheinungen besonders störend ist und schafft bewußt in denjenigen streifenförmigen Feldern, die zwischen den für die Beheizung dienenden Drahtgruppen liegen, unter dem Gesichtspunkt der Beugungserscheinungen gleiche Verhältnisse wie in den Bereichen der Drahtgrup pen. Auf diese Weise bleibt einerseits die streifenför mige Abtauwirkung voll erhalten, während andererseits un ter dem Gesichtspunkt der Beugungserscheinungen innerhalb des gesamten beheizbaren Feldes optisch gleiche Verhält nisse herrschen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die nicht an die Heizstromzuleitung angeschlossenen Metalldrähte ins gesamt oder teilweise mit einer von den Heizleitern elek trisch getrennten Zuleitung versehen, so daß sie eben falls eine elektrische Funktion übernehmen. So ist es beispielsweise möglich, die betreffenden Widerstands drähte im Bedarfsfall als zusätzliche Heizleiter zeit weise zuzuschalten. In diesem Fall werden diese Wider standsdrähte nur von einer der beiden Sammelschienen elektrisch abgetrennt und mit einer eigenen Stromzulei tung versehen, die gegenüber der elektrisch abgetrennten Sammelschiene isoliert und durch einen geeigneten Schal ter an die Stromquelle anschließbar sind. Andererseits können die betreffenden abgetrennten Widerstandsdrähte als Antennenleiter benutzt werden. In diesem Fall emp fiehlt es sich, die Widerstandsdrähte von beiden Sammel schienen abzutrennen bzw. sie gegenüber diesen elektrisch zu isolieren.

Verschiedene Ausführungsformen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbundglasscheibe sind in den Zeich nungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße elektrisch beheizbare Ver bundglasscheibe in schematischer Darstellung;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit geradlinigen Wider standsdrähten;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit sinusförmig verleg ten Widerstandsdrähten;

Fig. 4 eine Teilansicht mit gruppenweise durchtrennten Metalldrähten;

Fig. 5 einen Schnitt längs eines Sammelleiters;

Fig. 6 einen Schnitt längs eines Sammelleiters mit sepa rater Kontaktierung der abgetrennten Widerstands drähte;

Fig. 7 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Heizscheibe mit gleichzeitiger Antennenfunktion;

Fig. 8 eine erfindungsgemäße Heizscheibe mit drei Anten nenkanälen, und

Fig. 9 eine erfindungsgemäße Heizscheibe mit einem groß flächigen FM-Antennenfeld und einem kleinflächigen AM-Antennenfeld.

Die schematische Darstellung in Fig. 1 zeigt eine als elektrisch heizbare Heckscheibe geeignete Verbundglas scheibe, auf deren thermoplastischer Zwischenschicht längs der beiden Seitenkanten zwei Sammelleiter 2, 3 in Form von beispielsweise verzinnten Kupferfolien, und zwi schen diesen Sammelleitern 2, 3 in horizontaler Richtung verlaufende Gruppen 4, 5 von Widerstandsdrähten angeordnet sind. Die Drahtgruppen 4, 5 sind zwar schematisch als je weils zwei einzelne Leiter 40, 50 dargestellt, doch han delt es sich in Wirklichkeit jeweils um Gruppen von meh reren einander benachbarten Widerstandsdrähten, bei spielsweise um jeweils drei bis zehn Einzeldrähte.

Während die Widerstandsdrahtgruppen 4 sowohl mit den Sam melleitern 2 als auch mit den Sammelleitern 3 in elek trisch leitendem Kontakt stehen, haben die Widerstands drahtgruppen 5 wenigstens zu einem der beiden Sammellei ter 2 oder 3 keinen elektrischen Kontakt. In der Zeich nung enden sie kurz vor den Sammelleitern 2 oder 3.

Die gruppenweise Anordnung der Widerstandsdrähte 40, 50 ist aus den Fig. 2 und 3 erkennbar. Wie Fig. 2 zeigt, be stehen die Drahtgruppen 4 und 5 jeweils aus fünf geradli nig verlegten Einzeldrähten 40. Die Einzeldrähte 40 be stehen beispielsweise aus 0,01 mm dickem Wolframdraht. Sie werden nach bekannten Methoden vor dem Zusammenlegen und Verbinden der einzelnen Schichten der Verbundglas scheibe ebenso wie die Sammelleiter 2 und 3 auf der ther moplastischen Zwischenschicht fixiert. Der gegenseitige Abstand der Einzeldrähte 40, 50 beträgt beispielsweise 2 bis 8 mm. Alle Einzeldrähte 50 der Drahtgruppe 5 enden vor dem Sammelleiter 3, so daß kein elektrischer Kontakt zwischen den Drähten der Drahtgruppe 5 und dem Sammellei ter 3 besteht.

Die in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Heiz scheibe hat grundsätzlich den gleichen Aufbau, das heißt Drahtgruppen 4′ aus mehreren Einzeldrähten 40′ stehen in Kontakt mit der Sammelschiene 3, während die Einzeldrähte 50′ der zwischen den Drahtgruppen 4′ liegenden Drahtgrup pen 5′ keinen elektrischen Kontakt mit der Sammelschiene 3 haben. In diesem Fall sind die Einzeldrähte jedoch si nusförmig verlegt, beispielsweise mit Hilfe von Vorrich tungen, wie sie in der DE 16 79 930 oder in der DE 41 01 984 beschrieben sind. Als Widerstandsdrähte werden dünne Wolframdrähte mit einem Durchmesser von etwa 0,01 mm in gegenseitigen Abständen von 3 bis 6 mm auf der thermopla stischen Zwischenschicht verlegt.

Die praktische Realisierung der Maßnahme, bei einzelnen Drahtgruppen den elektrischen Kontakt zu einer oder zu beiden Sammelschienen zu unterbinden, kann auf verschie dene Weise erfolgen. Eine erste Ausführungsform hierfür ist in Fig. 4 dargestellt. Sämtliche Einzeldrähte 40, 50 der Drahtgruppen 4 und 5 werden auf der thermoplastischen Folie 8, die später mit zwei Einzelglasscheiben zur Bil dung der Verbundglasscheibe verklebt wird, über den Sam melleiter 3 bis zum Rand 9 geführt und dabei auf der Fo lie 8 fixiert, und zwar in der herkömmlichen Weise. Ge gebenenfalls werden die Einzeldrähte 40, 50 entlang des Randes 9 der Folie 8 abgeschnitten. Nachdem die gesamte Folie auf diese Weise mit den Widerstandsdrähten belegt ist, werden die die Drahtgruppen 5 bildenden Einzeldrähte 50 kurz vor der Sammelschiene 3 entlang der Linie 10 durchgetrennt. Gegebenenfalls erfolgt die gleiche Durch trennung der Einzeldrähte 50 der Drahtgruppen 5 auch kurz vor dem anderen Sammelleiter.

Eine andere Möglichkeit zur Realisierung der Erfindung besteht darin, daß man den Kontakt der Drahtgruppen 5 mit den Sammelleitern dadurch verhindert, daß in den entspre chenden Bereichen zwischen dem Sammelleiter und den Wi derstandsdrähten eine elektrisch isolierende Folie zwi schengeschaltet wird. In Fig. 5 ist eine entsprechende An ordnung in Form eines Längsschnitts durch eine fertige Verbundglasscheibe im Bereich eines Sammelleiters darge stellt. Man erkennt hier die beiden Einzelglasscheiben 12 und 13, die über die thermoplastische Zwischenschicht 14 miteinander verbunden sind. Die Sammelleiter 3 bestehen aus einem unteren Folienband 3′ und einem oberen Folien band 3′′, zwischen denen die den Drahtgruppen 4 entspre chenden Widerstandsdrähte 15 eingebettet sind. Um bei den zu den Drahtgruppen 5 gehörenden Widerstandsdrähten 16 den elektrischen Kontakt zu den Folienbändern 3′ zu ver hindern, ist zwischen dem unteren Folienband 3′ und den Drähten 16 ein Abschnitt 17 einer dünnen elektrisch iso lierenden Folie zwischengeschaltet. Ebenso ist zwischen den Drähten 16 der Drahtgruppe 5 und dem oberen Kupferfo lienband 3′′ ein Abschnitt 18 einer dünnen elektrisch isolierenden Folie zwischengeschaltet.

Falls die Drähte 16 der Drahtgruppen 5 eine elektrische Funktion haben sollen, beispielsweise als Antennenleiter, und zu diesem Zweck ebenfalls kontaktiert werden müssen, läßt sich das auf die Weise durchführen, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Zwischen dem unteren Kupferfolienband 3′ und den Drähten 16 der Leitergruppen 5 ist wiederum ein Abschnitt 17 einer elektrisch isolierenden Folie zwi schengeschaltet. Auf den Drähten 16 der Leitergruppen 5 liegt ein Metallfolienabschnitt 20, der in elektrischem Kontakt mit den Drähten 16 steht. Dieser Metallfolienab schnitt 20 ist mit einer nicht dargestellten Anschluß fahne versehen, die seitlich aus der Verbundglasscheibe herausgeführt ist und für den elektrischen Anschluß die ser Leitergruppen dient. Oberhalb dieser Metallfolie 20 ist wiederum ein Abschnitt 18 einer elektrisch isolieren den Folie angeordnet, die für die elektrische Isolierung gegen das obere Folienband 3′′ sorgt.

Die getrennt kontaktierten Leitergruppen 5 können insbe sondere als Antennenelemente dienen. In den Fig. 7 bis 9 sind verschiedene Beispiele wiedergegeben, in welcher Weise die einzelnen Drahtfelder als Antennenelemente ein gesetzt werden können.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform sind vier Leitergruppen 5, die hier vereinfacht jeweils nur durch eine Linie dargestellt sind, gegenüber den Sammelleitern 2 und 3 elektrisch isoliert, und zwar gegenüber dem Sam melleiter 3 in der anhand der Fig. 6 beschriebenen Weise. Die Anschlußfahnen zu den Leitergruppen 5 sind seitlich aus der Verbundglasscheibe herausgeführt und mit einer gemeinsamen Anschlußleitung 22 verbunden. Das an der An schlußleitung 22 abgegriffene elektrische Signal kann als Radio-Antennensignal für den AM- und den FM-Bereich die nen. Es ist aber auch möglich, die Antennenfunktion der Leiter aufzutrennen und das an der Anschlußleitung 22 an stehende Antennensignal für den AM-Bereich zu verwerten, während das Antennensignal für den FM-Bereich aus dem Heizleiterfeld, das über die Stromzuleitungen 23, 24 mit der Batterie verbunden ist, auszukoppeln und über eine Anschlußleitung 25 an den FM-Antenneneingang des Radios anzuschließen. Auch die Widerstandsdrahtgruppen 4 sind hier wiederum vereinfacht durch je eine Linie darge stellt.

Eine andere Verwendungsmöglichkeit der Leiterfelder der Verbundglasscheibe ist in Fig. 8 dargestellt. In diesem Fall sind zwei Leitergruppen 5 zusammengeschaltet und mit einer Anschlußleitung 28 kontaktiert, während zwei wei tere Leitergruppen 51 ebenfalls zusammengeschaltet und mit einer Anschlußleitung 29 kontaktiert sind. Außerdem ist die Stromzuleitung 24 zum Heizleiterfeld wiederum mit einer Anschlußleitung 30 versehen, über die die Antennen spannung aus dem Heizleiterfeld ausgekoppelt wird. Die drei Anschlußleitungen 28, 29 und 30 bilden ein Drei- Antennen-Diversity-System, bei dem das von der Anschluß leitung 28 kontaktierte Leiterfeld den Antennenkanal K1, das von der Anschlußleitung 29 kontaktierte Leiterfeld den Antennenkanal K2, und das mit der Anschlußleitung 30 in Verbindung stehende Heizleiterfeld den Antennenkanal K3 bilden. Um eine stärkere Differenzierung der Antennencharakteristiken zu erzeugen, können die einzel nen Leiterfelder an verschiedenen Seiten angeschlossen werden.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform mit einem großflächigen FN-Antennenfeld, das von drei Leitergruppen 52 gebildet wird. Diese drei Leitergruppen 52 sind miteinander ver bunden, und die mit diesem Leiterfeld kontaktierte An schlußleitung 32 ist für die Verbindung mit dem FM-Anten neneingang des Radios vorgesehen. Außerdem weist diese Ausführungsform ein kleines, kapazitätsarmes Antennenfeld im oberen Bereich der Verbundglasscheibe auf. Dieses kleine Antennenfeld wird von der Leitergruppe 5 gebildet und ist mit einer Anschlußleitung 23 versehen, die für die Verbindung mit dem AM-Antenneneingang des Radios vor gesehen ist. Das Heizleiterfeld, das über die Stromzulei tungen 23 und 24 mit der Batterie verbunden ist, hat in diesem Fall keine Antennenfunktion.

Claims

1. Elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe mit in der thermoplastischen Zwischenschicht in geringem gegen seitigen Abstand angeordneten dünnen Widerstands drähten, dadurch gekennzeichnet, daß die beheizte Flä che der Verbundglasscheibe (1) insgesamt gleichmäßig mit den Widerstandsdrähten belegt ist, daß jeweils mehrere einander benachbarte Widerstandsdrähte zu jeweils einer Drahtgruppe (4) zusammengefaßt und an die Stromzuleitungen (Sammelleitungen 2, 3) ange schlossen sind, und daß zwischen diesen an die Stromzuleitungen angeschlossenen Drahtgruppen (4) jeweils aus mehreren benachbarten Widerstandsdrähten bestehende Drahtgruppen (5) wenigstens von einer Heizstromzuleitung getrennt sind.

2. Elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtgrup pen (4, 5) aus auf der thermoplastischen Zwischen schicht geradlinig abgelegten Widerstandsdrähten be stehen.

3. Elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtgrup pen (4′, 5′) aus auf der thermoplastischen Zwischen schicht wellenförmig abgelegten Widerstandsdrähten bestehen.

4. Elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach An spruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wi derstandsdrähte aller Drahtgruppen (4, 5) über die Sammelleiter (2, 3) geführt sind und mit diesen in elektrischem Kontakt stehen, und daß die Wider standsdrähte der von den Heizstromzuleitungen ge trennten Drahtgruppen (5) durch eine neben der Sam melleitung (3) nachträglich angebrachte Unterbre chung (Schnitt 10) von dieser elektrisch getrennt sind.

5. Elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach An spruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wi derstandsdrähte (16) der von den Heizstromzuleitun gen getrennten Drahtgruppen (5) über die stromfüh renden Sammelleiter (2, 3) hinübergeführt, jedoch von diesen durch zwischengeschaltete isolierende Folien abschnitte (17, 18) elektrisch getrennt sind.

6. Elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach An spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wider standsdrähte (16) der von den Heizstromzuleitungen getrennten Drahtgruppen (5) zwischen den isolierenden Folienabschnitten (17, 18) mit einem Abschnitt einer Metallfolie (20) kontaktiert sind, die mit einer seitlich aus der Verbundglasscheibe herausgeführten Anschlußfahne versehen ist, so daß diese Drahtgruppen (5) eine von den Heizleitern unabhängige elektrische Funktion übernehmen können.

7. Elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach An spruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Sammelleitern (2, 3) getrennten Drahtgruppen (5) wahlweise als zusätzliche Heizleiter an die Strom quelle anschließbar sind.

8. Elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach An spruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Heizstromzuleitung abgetrennten Drahtgruppen (5; 51; 52) als Antennenfelder dienen.

9. Elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach An spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Heizstromzuleitung abgetrennten Drahtgruppen (5) zu sammengeschaltet sind und das Antennenfeld für den AM-Bereich darstellen, während die aus dem Heizlei terfeld ausgekoppelte HF-Spannung die Antennenspan nung für den FM-Bereich darstellt.

10. Elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Drahtgruppen (5, 51) der vom Heizstrom getrennten Widerstandsdrähte unabhängig voneinander mit eigenen Anschlußleitungen (28, 29) versehen und ggf. zusammen mit dem aus dem Heizleiterfeld über die Anschlußleitung (30) ausgekoppelten Antennenspannung die verschiedenen Antennenkanäle einer Diversity-An tenne bilden.

11. Elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein großflächiges Antennenleiterfeld aus mehreren Drahtgruppen (52) die Antenne für den FM-Bereich, und ein kleines, kapazitätsarmes Antennenleiterfeld aus einer Drahtgruppe (5) die Antenne für den AM-Bereich bildet.